Nguồn điện, điện trở, tụ điện, các phần tử bán dẫn, các kiến thức về khuếch đại sử dụng transitor, và các vi mạch khuếch đại thuật toán

Kỹ thuật điện tử Hoàng Văn Hiệp Bộ môn Kỹ Thuật máy tính – Viện Công nghệ thông tin Mob 091 609 3209 Email: hiephv@it-hut.edu.vn hiephv-fit@mail.hut.edu.com Computer architecture – HiepHV KTMT Mục đích môn học  Cung cấp cho người học kiến thức điện tử:  Nguồn điện  Điện trở  Tụ điện  Các phần tử bán dẫn …  Các kiến thức khuếch đại sử dụng transitor, vi mạch khuếch đại thuật toán Computer architecture – HiepHV KTMT Yêu cầu môn học  Sinh viên phải có kiến thức Vật lý (Các kiến thức mạch điện) Toán học (vi tích phân, giải hệ phương trình) Computer architecture – HiepHV KTMT Tài liệu tham khảo  Đỗ Xuân Thụ “Kỹ thuật điện tử " NXB Giáo dục,      2003 Đỗ Xuân Thụ & Nguyễn Viết Nguyên “ Bài tập Kỹ thuật điện tử ” NXB Giáo dục, 2003 Paul Horowitz & Winfield Hill “ The Art of Electronics ” Cambridge University Press, 1999 William H.Hayt, Jr , Gerold W.Neudeck “Electronic Analysis and Design” John Wiley & Sons Inc Neaman, Donald A “Electronic Circuit Analysis and Design” 2nd ed Irwin Professional Publishing, 1996 Phần mềm mô phỏng: Multisim Computer architecture – HiepHV KTMT Nội dung môn học  Chương Giới thiệu chung  Chương Diode  Chương Transitor lưỡng cực  Chương Khuếch đại  Chương Vi mạch khuếch đại thuật toán  Chương Các tạo dao động điện Computer architecture – HiepHV KTMT Kỹ thuật điện tử Chương Giới thiệu chung Hoàng Văn Hiệp Bộ môn Kỹ thuật máy tính, Khoa công nghệ thông tin Trường đại học Bách khoa Hà nội Computer architecture – HiepHV KTMT Nội dung chương  Một số khái niệm  Các đại lượng điện  Các thành phần mạch điện  Một số định luật điện Computer architecture – HiepHV KTMT Một số khái niệm  Thông tin  Là khái niệm trừu tượng mô tả tất đem lại cho người hiểu biết, nhận thức tốt đối tượng đời sống xã hội, thiên nhiên,  Giúp cho người thực hợp lý công việc cần làm để đạt tới mục đích cách tốt Computer architecture – HiepHV KTMT Một số khái niệm  Dữ liệu (Data) gì?  Biểu diễn thông tin thể tín hiệu vật lý  Là vật mang tin,dữ liệu sau tập hợp xử lý cho ta thông tin Computer architecture – HiepHV KTMT Một số khái niệm  Tín hiệu: Biểu vật lý thông tin  Phân loại tín hiệu:  Tín hiệu tương tự  Tín hiệu rời rạc  Tín hiệu lượng tử hóa  Tín hiệu số Computer architecture – HiepHV KTMT Ứng dụng cuộn cảm  Trong máy biến áp Computer architecture – HiepHV KTMT Ứng dụng cuộn cảm  Nam châm điện Computer architecture – HiepHV KTMT Hỗ cảm  Hỗ cảm tượng tương tác từ dòng điện đặt đủ gần  Ta xét tượng hỗ cảm cuộn cảm  Xét cuộn cảm có dòng điện i1, i2 hình vẽ: M i1 * * i2 uH1 uH2 L1 L2 Computer architecture – HiepHV KTMT Hỗ cảm (tiếp)  Do tượng hỗ cảm  Dòng điện i1 gây điện áp hỗ cảm uH2 cuộn L2  Dòng điện i2 gây điện áp hỗ cảm uH1 cuộn L1  Chiều độ lớn điện áp hỗ cảm? Computer architecture – HiepHV KTMT Qui tắc xác định chiều điện áp hỗ cảm  Mỗi cuộn cảm có đầu tên đánh dấu *  Nếu dòng điện vào cuộn cảm đầu có dấu * gọi dòng điện vào Nếu dòng điện vào đầu dấu * gọi dòng điện  Nếu dòng điện qua cuộn cảm tên điện áp hỗ cảm cuộn chiều với dòng điện qua  Nếu dòng điện qua cuộn cảm khác tên điện áp hỗ cảm cuộn ngược chiều với dòng điện qua Computer architecture – HiepHV KTMT Công thức tính độ lớn điện áp hỗ cảm  Giữa cuộn cảm có tượng hỗ cảm xác định thông số đặc trưng, gọi thông số hỗ cảm, ký hiệu M  Độ lớn điện áp hỗ cảm: uH di2 M dt uH di1 M dt Computer architecture – HiepHV KTMT Nguồn điện  Nguồn chiều:  Là nguồn có độ lớn cực tính không đổi theo thời gian: pin ắc quy Hai thông số quan trọng nguồn chiều là: điện áp điện lượng  Ký hiệu:  Điện lượng danh định dung lượng điện nạp vào nguồn, có đơn vị Ah (Ampe_giờ) Ví dụ ắc quy có điện lượng 100Ah, cấp cho mạch dòng điện 2A thời gian sử dụng là: t Q I 100 50h Computer architecture – HiepHV KTMT Nguồn điện  Nguồn xoay chiều  Là nguồn có độ lớn cực tính thay đổi theo thời gian Thông dụng nguồn xoay chiều tuần hoàn dạng sin, xung vuông tam giác Computer architecture – HiepHV KTMT Nguồn điện  Nguồn dòng điện nguồn điện áp  Bản chất  Một nguồn sức điện động đặc trưng thông số  Giá trị điện áp đầu lúc hở mạch: Uhm  Giá trị dòng điện nguồn đưa lúc mạch dẫn điện hoàn toàn Ingm   Một nguồn lý tưởng giá trị điện áp hay dòng điện cung cấp không phụ thuộc tải bên Computer architecture – HiepHV KTMT Nguồn dòng điện nguồn điện áp  Tuy nhiên thực tế giá trị dòng điện hay điện áp nguồn cung cấp thay đổi thay đổi tải bên   Bên nguồn xảy tượng biến đổi dòng cung cấp thành giảm áp nó, hay tồn điện trở nguồn: Rng  Rng U hm I ngm Computer architecture – HiepHV KTMT Nguồn dòng điện nguồn điện áp  Nếu gọi U I điện áp dòng lúc có tải thì: Rng I ngm  Rng  0: U  Uhm ta U hm U I U Rng có nguồn điện áp I  Rng  ∞: I  Ing ta có nguồn dòng điện Computer architecture – HiepHV KTMT Nguồn dòng điện nguồn điện áp  Nguồn dòng điện: Cấp dòng điện ổn định, điện áp phụ thuộc tải  Nguồn điện áp: Cấp điện áp ổn định, dòng điện phụ thuộc tải Computer architecture – HiepHV KTMT Nội dung chương  Một số khái niệm  Các đại lượng điện  Các thành phần mạch điện  Một số định luật điện Computer architecture – HiepHV KTMT Một số định luật điện  Kirchhoff 1: Định luật dòng điện nút  Tại nút mạch, tổng dòng điện vào tổng dòng điện Iv  Ir Ví dụ:  Theo định luật Kirchhoff dòng điện nút, nút A ta có: I2 + I4 + I5 = I1 + I3 hoặc: –I1 + I2 – I3 + I4 + I5 =0 Computer architecture – HiepHV KTMT Một số định luật điện  Kirchhoff 2: Định luật vòng điện áp  Trên vòng mạch kín, tổng đại số điện áp thành phần Trong đó, điện áp chiều với chiều quy ước lấy dấu dương, điện áp ngược chiều với chiều quy ước lấy dấu âm  Ví dụ:  Xét vòng điện áp chiều với chiều quay kim đồng hồ hình Ta có: U1 –U2 – U3 – U4 + U5 =0 Computer architecture – HiepHV KTMT [...]... trở Tụ điện Cuộn cảm …  Các phần tử tích cực: Là các phần tử cung cấp năng lượng cho mạch điện  Nguồn điện     Nguồn điện một chiều Nguồn điện xoay chiều Nguồn điện áp Nguồn dòng điện Computer architecture – HiepHV KTMT Điện trở  Khái niệm: điện trở là linh kiện cản trở dòng điện  Ký hiệu: R  Quan hệ điện áp-dòng điện của điện trở(định luật Ohm): I U R Computer architecture – HiepHV KTMT Điện. .. hiệu điện thế  Ký hiệu: UAB  UAB = VA – VB  Đơn vị: V, mV, μV Computer architecture – HiepHV KTMT Nội dung chương 1  1 Một số khái niệm cơ bản  2 Các đại lượng điện cơ bản  3 Các thành phần cơ bản của mạch điện  4 Một số định luật điện Computer architecture – HiepHV KTMT 3 Các thành phần cơ bản của mạch điện  Các phần tử thụ động: Là các phần tử tiêu thụ năng lượng trong mạch điện:     Điện. .. HiepHV KTMT Tụ điện  Là linh kiện có chức năng tích tụ năng lượng điện  Cấu tạo  Tụ điện gồm 2 bản cực làm bằng chất dẫn điện được đặt song song với nhau, ở giữa là lớp cách điện gọi là chất điện môi (giấy tẩm dầu, mica, hay gốm, không khí) Chất cách điện được lấy làm tên gọi cho tụ điện (tụ giấy, tụ dầu, tụ gốm hay tụ không khí) Computer architecture – HiepHV KTMT Tụ điện (tiếp)  Ký hiệu: C C Tụ không... 2 Các đại lượng điện cơ bản  3 Các thành phần cơ bản của mạch điện  4 Một số định luật điện Computer architecture – HiepHV KTMT 2 Các đại lượng điện cơ bản  Dòng điện:  Là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện tích Hạt mang điện tích có thể là hạt mang điện dương (lỗ trống) hoặc các hạt mang điện âm (electron)  Theo quy ước, chiều của dòng điện cùng chiều với chiều chuyển động của các. .. đặc trưng tụ điện  Sai số  Là độ chênh lệch tương đối giữa giá trị điện dung thực tế và giá trị danh định của tụ điện, được tính theo % | Ctt Cdd | Cdd 100% Trong đó, Ctt: điện dung thực tế Cdd: điện dung danh định Computer architecture – HiepHV KTMT Một số thông số đặc trưng tụ điện  Trở kháng của tụ điện: ◦ Trở kháng của tụ điện đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện xoay chiều của tụ điện Zc... khỏi nguyên tử trở thành các electron tự do, gây nên dòng rò  Nếu điện áp quá lớn, cường độ dòng rò tăng, làm mất tính chất cách điện của chất điện môi, người ta gọi đó là hiện tượng tụ bị đánh thủng Điện áp một chiều đặt vào tụ khi đó gọi là điện áp đánh thủng Computer architecture – HiepHV KTMT Phân loại tụ điện  Phân loại theo đặc trưng vật lý  Tụ điện có phân cực (có cực xác định)  Tụ điện không... Ký hiệu: C C Tụ không phân cực Tụ phân cực Quan hệ điện áp – dòng điện của tụ điện: i  Điện dung của tụ điện: dU C dt C 0 S d  Trong đó ◦ ε: hằng số điện môi của chất cách điện ◦ ε0=8,85.10-12 (F/m): hằng số điện môi của chân không ◦ S: Diện tích hiệu dụng của 2 bản cực ◦ d: Khoảng cách giữa 2 bản cực  Đơn vị : F, mF, μF Đặc trưng cho khả năng tích trữ năng lượng điện Computer architecture – HiepHV... nhiệt của tụ điện: ◦ Là độ thay đổi tương đối của giá trị điện dung khi nhiệt độ thay đổi 1oC, được tính theo o/ooo: C ◦ TCC C T 106 ( ppm/ oC ) Computer architecture – HiepHV KTMT Một số thông số đặc trưng tụ điện (tiếp)  Điện áp đánh thủng:  Khi đặt vào 2 bản cực của tụ điện áp một chiều, sinh ra một điện trường giữa 2 bản cực Điện áp càng lớn thì cường độ điện trường càng lớn, do đó các electron... mang điện dương (ngược chiều chuyển động các electron)  Ký hiệu: i(t)  Đơn vị: A, mA, μA, nA Computer architecture – HiepHV KTMT 2 Các đại lượng điện cơ bản  Điện áp (hiệu điện thế):  Điện áp giữa hai điểm A và B là công cần thiết để di chuyển 1 đơn vị điện tích dương từ điểm A sang điểm B  Điện thế tại một điểm là công để di chuyển một đơn vị điện tích từ điểm đó ra xa vô cùng Vì vậy, điện áp... Hệ số nhiệt điện trở là sự thay đổi tương đối của giá trị điện trở khi nhiệt độ thay đổi 1oC, được tính theo phần triệu (phần triệu) R/ T 6 o 10 ( ppm/ C ) R Computer architecture – HiepHV KTMT Điện trở (tiếp)  Phân loại điện trở  Điện trở có giá trị xác định  Điện trở than ép  Điện trở dây quấn  Điện trở màng mỏng  Điện trở có giá trị thay đổi Computer architecture – HiepHV KTMT Điện trở có